
輕質耐火材料可簡單分為固相和氣相的組合,固相大多是無機非金屬氧化物(結晶相和玻璃相),相對來說這些無機非金屬氧化物本身的導熱系數很高,雖然耐火度較高,但其隔熱作用非常小,由于氣體存于固相內的氣孔中,氣體的導熱系數很低,空氣在0℃時導熱系數為0.023W/m·℃,常溫下導熱系數小于0.03W/m·℃,500℃時為0.06W/m·℃ 。因此由固相與氣相結構的氣孔率很高的輕質耐火材料具有很好的隔熱效果,而充滿氣體的散狀材料或纖維材料也具有良好的隔熱作用。
輕質耐火材料品種繁多,一般可以按照不同的條件進行很多分類,輕質耐火制品主要有輕質氧化硅質、輕質黏土質、輕質高鋁質以及氧化鋁空心球制品等,按礦物組成分類有石英質、莫來石質、堇青石質、剛玉質等,一般輕質耐火制品的容量一般為0.6-1.2g/cm3,使用溫度一般為900-1350℃。如按照使用溫度,可以分為低溫絕熱材料(≤600℃),中溫絕熱材料(600-1200℃),高溫絕熱材料(≥1200℃)三類。而氧化鋁空心球耐火輕質品在1800℃以下長時間使用。按照結構的特點,可以分為氣相連續結構型,固相連續結構型,氣相和固相連續相的混合型等三類。
輕質耐火材料具有一定的高溫力學性能和良好的體積穩定性,其氣孔率高、體積密度小、導熱系數低、具有良好的絕熱性能。
傳熱。
而隔熱耐火材料的隔熱作用就是因為存在大量的氣孔,氣孔中的氣體有很好的隔熱作用,熱量通過氣相的傳導包括三個傳遞過程:熱傳導、對流傳熱和熱輻射。由于氣體的導熱系數很小,所以熱量通過氣體的熱傳導傳熱是很小的;且大部分隔熱耐火材料中的氣孔很小,氣體在氣孔中的流動受到限制,速度很小,因而對流傳熱對熱量的傳遞作用也不大,在輻射傳熱中,存在一類氣體其吸收與發射輻射的能力很小,即具有對稱雙原子型結構的氣體,比如H2、O2、N2等,而空氣中大部分為氧化和氮氣,其輻射傳熱對熱量的傳遞作用非常小,綜上所述,在隔熱材料中由于氣孔存在,而使得材料具備了一定的隔熱效果、通過氣孔孔徑越小,越有利于提高材料的隔熱效果。